WO2018121704A1 - 一种锅炉热效率获取方法 - Google Patents

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WO2018121704A1
WO2018121704A1 PCT/CN2017/119634 CN2017119634W WO2018121704A1 WO 2018121704 A1 WO2018121704 A1 WO 2018121704A1 CN 2017119634 W CN2017119634 W CN 2017119634W WO 2018121704 A1 WO2018121704 A1 WO 2018121704A1
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吕洪坤
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国网浙江省电力公司电力科学研究院
国家电网公司
国网浙江省电力公司
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    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2057—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using solid fuel
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass

Definitions

  • the invention relates to the technical field of boiler thermal performance calculation, and more particularly to a boiler thermal efficiency acquisition method.
  • boiler thermal efficiency is divided into input-output heat method thermal efficiency (also known as positive balance method) and heat loss method thermal efficiency (also known as anti-balance method).
  • the present invention provides the following technical solutions:
  • a method for obtaining thermal efficiency of a boiler comprises: obtaining an effective output heat of the boiler and a total output heat, and obtaining a thermal efficiency of the boiler according to the effective output heat and the total output heat.
  • the method comprises:
  • Q gq is the energy absorbed by the superheated steam
  • Q zq is the heat absorbed by the reheated steam
  • Q py is the energy output from the flue gas exit of the boiler thermal boundary
  • Q fh is the energy output from the fly ash of the boiler thermal boundary exit.
  • Q lz is the heat output from the boiler thermal boundary outlet slag
  • Q sr is the heat loss of the boiler
  • Q pw is the energy output from the boiler sewage
  • Q sm is the heat output from the coal mill to discharge the stone coal
  • Q xl is the boiler The side leaks the energy output by the steam.
  • the step of obtaining heat absorbed by the superheated steam comprises:
  • i is the current number of stages
  • n is the number of desuperheating water stages injected into the boiler water side before the economizer inlet feed water flow measurement point.
  • the step of obtaining the heat Q zq absorbed by the reheat steam comprises:
  • the heat Q zq obtained by the reheat steam is calculated according to the following formula:
  • D zqj is the steam flow rate at the reheater inlet
  • D zjw is the desuperheating water injected into the reheater water side
  • h zqc is the thermal enthalpy value of the reheater outlet steam
  • h zqj is the reheater
  • h zjw is the thermal enthalpy value of the reheater desuperheating water.
  • the step of obtaining the energy Q py outputted by the flue gas of the boiler thermal boundary exit comprises:
  • V py is the amount of flue gas at the outlet of the boiler thermal boundary
  • D ch is the flow rate of soot blowing steam
  • t 0 is the inlet air temperature of the boiler thermal boundary
  • t py is the flue gas temperature of the boiler thermal boundary exit
  • CP' py is the boiler heat
  • the boundary outlet is deducted from the average constant pressure specific heat of flue gas from t 0 to t py after the influence of soot blowing steam
  • ⁇ (CO) is the volume concentration of gas CO in the flue gas of the boiler thermal boundary
  • h pychs is 1.24D ch /V py
  • CP' py is calculated as follows:
  • CP CO2 , CP H2O , CP O2 , CP CO , CP SO2 , CP N2 are the average constant pressure ratios of CO 2 , H 2 O, O 2 , CO, SO 2 , and N 2 from t 0 to t py , respectively . heat; ⁇ (X i) 'after deduction of sootblowing steam smoke components X i after dilution of the flue, X 1 is CO 2, X 2 is O 2, X 3 is CO, X 4 is SO 2, X 5 is N 2 ;
  • ⁇ (X i ) is the volume concentration of the gas X i in the flue gas at the exit of the boiler thermal boundary.
  • the step of obtaining the soot flow rate D ch comprises:
  • D fw is the inlet flow rate of the economizer inlet
  • D gqc is the desuperheating water injected into the boiler water side before the boiler steam flow rate of the final stage superheater of the boiler is obtained
  • D gjw-i is the measuring point of the economizer inlet feed water flow point. flow.
  • the step of obtaining the energy Q fh outputted by the boiler thermal outlet boundary fly ash and the heat output Q lz output by the boiler thermal boundary outlet slag comprises:
  • ⁇ (ash) is the concentration of fly ash in the flue gas at the outlet of the boiler thermal boundary
  • h fh is the thermal enthalpy of the fly ash in the flue gas at the boiler thermal boundary exit
  • h fh0 is the thermal ash value of the fly ash under the raw coal temperature condition of the coal mill inlet
  • a is the mass ratio of fly ash to slag at the outlet of the furnace heat boundary
  • h lz is the thermal enthalpy of the slag at the thermal boundary of the boiler
  • h lz0 is the slag thermal enthalpy value under the raw coal temperature condition of the coal mill inlet
  • C fh is the content of combustibles in the fly ash in the flue gas at the boiler thermal boundary exit;
  • V py is the amount of flue gas at the boiler's thermal boundary exit.
  • the step of obtaining the energy Q pw output by the boiler sewage includes:
  • D pw is the amount of sewage discharged from the boiler; h pw is the thermal enthalpy of the boiler sewage; h fw is the thermal enthalpy of the inlet of the economizer.
  • the step of obtaining the heat Q sm output by the coal mill to discharge the stone coal comprises:
  • the heat output Q sm outputted by the coal mill from the stone coal is calculated according to the following formula:
  • M sm is the amount of stone coal discharged from the coal mill
  • Q smfr is the calorific value of the stone coal
  • h sm is the sensible heat enthalpy of the discharged stone coal
  • h sm0 is the sensible heat enthalpy of the stone coal under the raw coal temperature condition of the coal mill inlet.
  • the step of obtaining the heat loss Q sr of the boiler comprises:
  • the present invention provides an acquisition method for obtaining the thermal efficiency of a boiler by utilizing the obtained effective heat output of the boiler and the total output heat.
  • the coal quality characteristics are not involved, and the boiler thermal efficiency can be obtained without coal quality test, which is convenient for obtaining boiler thermal efficiency, and meets real-time and accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a method for obtaining boiler efficiency provided in the present invention.
  • the core of the invention is to provide a boiler efficiency acquisition method, which does not involve the acquisition of coal quality, and is convenient and accurate.
  • a method for obtaining thermal efficiency of a boiler provided by the invention includes:
  • Q gq is the energy absorbed by the superheated steam
  • Q zq is the heat absorbed by the reheated steam
  • Q py is the energy output from the flue gas exit of the boiler thermal boundary
  • Q fh is the energy output from the fly ash of the boiler thermal boundary exit.
  • Q lz is the heat output from the boiler thermal boundary outlet slag
  • Q sr is the heat loss of the boiler
  • Q pw is the energy output from the boiler sewage
  • Q sm is the heat output from the coal mill to discharge the stone coal
  • Q xl is the boiler The side leaks the energy output by steam and water.
  • boiler thermal efficiency ⁇ gl (%) wherein the specific calculation method of the effective output heat Q yx (MJ / h) of the boiler and the total heat output Q tot (MJ / h) of the boiler is as follows.
  • Q gq is the energy absorbed by the superheated steam, and the unit is MJ/h;
  • Q zq is the heat absorbed by the reheat steam, and the unit is MJ/h;
  • Q py is the energy (including sensible heat and combustion energy) output from the boiler's thermal boundary outlet flue gas, and the unit is MJ/h;
  • Q fh is the energy output (including sensible heat energy and combustion energy) of the fly ash at the boiler thermal boundary outlet, and the unit is MJ/h;
  • Q lz is the heat output (including sensible heat energy and combustion energy) of the boiler thermal outlet slag, and the unit is MJ/h;
  • Q sr is the heat loss of the boiler, the unit is MJ/h;
  • Q pw is the energy output by the boiler sewage, in units of MJ/h;
  • Q sm is the heat output (including sensible heat energy and combustion energy) of the coal coal discharged by the coal mill, and the unit is MJ/h;
  • Q xl is the energy output from the boiler side leakage steam and water, and the unit is MJ/h.
  • the calculation formula of the above boiler thermal efficiency ⁇ gl can be obtained.
  • the invention provides the obtaining method.
  • the boiler thermal efficiency can be obtained without the coal quality test, and the boiler thermal efficiency can be conveniently obtained, and the real-time and accuracy can be satisfied.
  • the unit indicated by the physical quantity in the specification of the present invention is a unit applicable to the formula, but is not limited to the unit, and the overall adjustment can be performed as long as the use of the formula is satisfied.
  • the step of obtaining heat absorbed by the superheated steam may specifically include:
  • i is the current number of stages
  • n is the number of desuperheating water stages injected into the boiler water side before the economizer inlet feed water flow measurement point.
  • D gqc is the steam flow at the exit of the superheater of the boiler, in units of t/h;
  • h gqc is the thermal enthalpy value of steam at the outlet of the superheater of the boiler, in kJ/kg;
  • D gjw-i is the desuperheating water flow of each level injected into the boiler water side before the economizer inlet feed water flow measuring point, the unit is t/h;
  • n is the number of desuperheating water levels injected into the boiler water side before the economizer inlet feed water flow measurement point;
  • h fw is the thermal enthalpy value of the economizer inlet water supply, the unit is kJ/kg;
  • h gjw-i is the thermal enthalpy value of the desuperheating water injected into the boiler water side before the economizer inlet feed water flow measurement point, and the unit is kJ/kg.
  • the step of obtaining the heat Q zq absorbed by the reheated steam may specifically include:
  • D zqj is the steam flow rate of the reheater inlet, the unit is t/h;
  • D zjw is the amount of desuperheated water injected into the water side of the reheater, and the unit is t/h;
  • h zqc is the thermal enthalpy value of the reheater outlet steam, the unit is kJ/kg;
  • h zqj is the thermal enthalpy value of the reheater inlet steam, the unit is kJ/kg;
  • h zjw is the thermal enthalpy value of the reheater desuperheating water, and the unit is kJ/kg.
  • the step of obtaining the energy Q py outputted by the flue gas at the outlet of the boiler thermal boundary may specifically include:
  • V py is the amount of flue gas at the boiler thermal boundary exit, in units of km 3 /h;
  • D ch is the flow rate of soot blowing steam, the unit is t/h;
  • t 0 is the inlet air temperature of the boiler thermal boundary, in degrees Celsius.
  • t py is the flue gas temperature at the boiler thermal boundary exit, in degrees Celsius.
  • CP' py is the average constant pressure specific heat of flue gas from t 0 to t py after the influence of soot blowing steam on the boiler thermal boundary outlet, in units of kJ/m 3 k;
  • ⁇ (CO) is the volume concentration of gas CO in the flue gas at the exit of the boiler thermal boundary, in units of %;
  • h pychs is 1.24D ch /V py flue gas partial pressure and water vapor enthalpy under t py flue gas temperature conditions, the unit is kJ/kg;
  • h fw is the thermal enthalpy value of the economizer inlet feed water, and the unit is t/h.
  • CP' py is calculated as follows:
  • CP CO2 , CP H2O , CP O2 , CP CO , CP SO2 , CP N2 are the average constant pressure ratios of CO 2 , H 2 O, O 2 , CO, SO 2 , and N 2 from t 0 to t py , respectively .
  • Heat, the unit is kJ/m 3 .k;
  • ⁇ (X i ) is the volume concentration of the gas X i in the flue gas at the exit of the boiler thermal boundary, in units of percentage.
  • the step of obtaining the soot flow rate D ch may specifically include:
  • D fw is the inlet flow rate of the economizer inlet unit, t/h
  • D gqc is the steam flow rate of the superheater outlet of the boiler, in units of t/h
  • D gjw-i is the inlet flow rate of the economizer inlet The flow rate of desuperheating water injected into the water side of the boiler before the point is in t/h.
  • the steps of obtaining the energy Q fh outputted by the boiler thermal outlet boundary fly ash and the heat output Q lz outputted by the boiler thermal boundary outlet slag include:
  • ⁇ (ash) is the concentration of fly ash in the flue gas at the exit of the boiler thermal boundary; the unit is g/Nm 3 ;
  • h fh is the thermal enthalpy of the fly ash in the flue gas at the boiler thermal boundary exit; the unit is kJ/kg;
  • h fh0 is the thermal enthalpy of fly ash under the condition of raw coal temperature at the inlet of the coal mill; the unit is kJ/kg;
  • a is the mass ratio of fly ash to slag at the outlet of the furnace heat boundary
  • h lz is the thermal enthalpy of the slag at the thermal boundary of the boiler; the unit is kJ/kg;
  • h lz0 is the slag thermal enthalpy value under the raw coal temperature condition of the coal mill inlet; the unit is kJ/kg;
  • C fh is the combustible content of fly ash in the flue gas at the boiler thermal boundary exit, in units of percentage;
  • V py is the amount of flue gas at the boiler's thermal boundary exit, in km 3 /h.
  • the step of obtaining the energy Qpw outputted by the boiler sewage includes:
  • D pw is the amount of sewage discharged from the boiler in t/h
  • h pw is the thermal enthalpy value of the boiler sewage, in units of kJ/kg
  • h fw is the thermal enthalpy of the inlet of the economizer The unit is kJ/kg.
  • the step of obtaining the heat quantity Q sm output by the coal mill to discharge the stone coal includes:
  • the heat output Q sm output from the coal mill by the coal mill is based on the following formula:
  • M sm is the amount of stone coal discharged from the coal mill; the unit is t/h;
  • Q smfr is the calorific value of the stone coal; the unit is kJ/kg;
  • h sm is the sensible heat enthalpy of the discharged stone coal; the unit is kJ/kg;
  • h sm0 is the sensible heat enthalpy of the stone coal under the raw coal temperature condition of the coal mill inlet, and the unit is kJ/kg.
  • the step of obtaining the heat loss Q sr of the boiler includes:
  • the boiler leakage Q xl and the stone coal volume M sm are small and often negligible.
  • the Q pw is generally only for drum boilers, the amount of which is generally a certain proportion of evaporation, and the ratio is generally small, negligible, but there is no Q pw for DC boilers.
  • the acquisition of data except for t py , V py , (CO 2 , H 2 O, O 2 , CO, SO 2 volume concentration), ⁇ (ash)
  • the exhaust gas temperature is measured in real time by a plurality of set thermocouples.
  • the flue gas volume can be measured in real time by the set flue gas measuring device.
  • the flue gas component can be measured in real time by the set multi-function flue gas analyzer, and the fly ash concentration can be measured.
  • the fly ash content can be measured in real time by the set fly ash concentration meter, and the fly ash combustible content can be measured in real time by the set fly ash combustible measuring instrument.
  • the foregoing obtaining manner is not unique, and other monitoring or obtaining methods may be used to obtain corresponding values or measured values.

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Abstract

一种锅炉热效率获取方法，包括：获取锅炉的有效输出热量和总输出热量，根据所述有效输出热量和总输出热量得到锅炉的热效率。该方法根据获得的有效输出热量和总输出热量获取锅炉热效率，能够在不进行煤质测试的情况下，对锅炉热效率进行获取，方便得到锅炉热效率，且满足实时性和准确性。

Description

一种锅炉热效率获取方法 技术领域
本发明涉及锅炉热力性能计算技术领域，更具体地说，涉及一种锅炉热效率获取方法。
背景技术
燃料送入锅炉的热量中大部分被锅炉受热面吸收，产生水蒸气，这是被利用的有效热量，而另一部分热量损失掉了，这部分热量通常被称为热损失。
通常，锅炉热效率的计算方法分为输入-输出热量法热效率(又称正平衡法)以及热损失法热效率(又称反平衡法)两种。
在实际的设计和测算中，无论正平衡或反平衡计算，其共同之处是都需要知道锅炉的输入热量，其中最主要的输入热量即为燃料输入的燃烧能。计算该燃烧能时需要知道燃料的发热量，而这通常需要进行取样分析，对于锅炉复杂多变的煤质难以做到实时性。
现有技术中，常出现当前无法有效解决锅炉输入燃煤煤质数据，或不具备在线检测的技术条件的问题，因而锅炉热效率的测算中，通常无法做到实时、准确。
综上所述，如何提供一种能够实时准确获取锅炉热效率的方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种锅炉效率获取方法，该方法获取过程不涉及煤质。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锅炉热效率获取方法，包括：获取锅炉的有效输出热量和总输出 热量，根据所述有效输出热量和总输出热量得到锅炉的热效率。
优选的，包括：
获取锅炉的过热蒸汽吸收的能量Q gq、再热蒸汽吸收的热量Q zq、锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py、锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量Q fh、锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量Q lz、锅炉的散热损失Q sr、锅炉排污水所输出的能量Q pw、磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm和锅炉侧泄漏汽水所输出的能量Q xl，锅炉热效率η gl通过下式得到：
Figure PCTCN2017119634-appb-000001
式中，Q gq为过热蒸汽吸收的能量，Q zq为再热蒸汽吸收的热量，Q py为锅炉热力边界出口烟气所输出的能量，Q fh为锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量，Q lz为锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量，Q sr为锅炉的散热损失，Q pw为锅炉排污水所输出的能量，Q sm为磨煤机排出石子煤所输出的热量，Q xl为锅炉侧泄漏汽所输出的能量。
优选的，获取所述过热蒸汽吸收的热量的步骤，包括：
获取锅炉末级过热器出口蒸汽流量D gqc、锅炉末级过热器出口蒸汽所具有的热焓值h gqc、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量D gjw-i、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数n、省煤器入口给水所具有的热焓值h fw、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水所具有的热焓值h gjw-i；所述过热蒸汽吸收的热量Q gq根据下式计算：
Figure PCTCN2017119634-appb-000002
式中：i为当前级数，n为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数。
优选的，所述获取再热蒸汽吸收的热量Q zq的步骤，包括：
获取再热器进口的蒸汽流量D zqj、再热器水侧喷入的减温水量D zjw、再热器出口蒸汽所具有的热焓值h zqc、再热器进口蒸汽所具有的热焓值h zqj和再热器减温水所具有的热焓值h zjw
所述获取再热蒸汽吸收的热量Q zq根据下式计算：
Q zq＝(D zqj+D zjw)h zqc-D zqjh zqj-D zjwh zjw
式中：D zqj为再热器进口的蒸汽流量，D zjw为再热器水侧喷入的减温水量，h zqc为再热器出口蒸汽所具有的热焓值，h zqj为再热器进口蒸汽所具有的热焓值，h zjw为再热器减温水所具有的热焓值。
优选的，获取所述锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py的步骤，包括：
所述锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py的计算公式为：
Q py＝(V py-1.24D ch)CP′ py(t py-t 0)+126.36V pyΦ(CO)+D ch(h pychs-h fw)
式中：V py为锅炉热力边界出口的烟气量，D ch为吹灰蒸汽流量，t 0为锅炉热力边界入口空气温度，t py为锅炉热力边界出口烟气温度，CP′ py为锅炉热力边界出口扣除吹灰蒸汽影响之后烟气从t 0到t py的平均定压比热，Φ(CO)为锅炉热力边界出口烟气中气体CO的体积浓度，h pychs为1.24D ch/V py烟气分压力以及t py烟气温度条件之下的水蒸气焓，省煤器入口给水所具有的热焓值h fw；
其中，CP′ py计算方式如下：
Figure PCTCN2017119634-appb-000003
式中，CP CO2、CP H2O、CP O2、CP CO、CP SO2、CP N2分别为CO 2、H 2O、O 2、CO、SO 2、N 2从t 0到t py的平均定压比热；Φ(X i)′为扣除吹灰蒸汽对尾部烟气稀释之后的X i的烟气成分，X 1为CO 2、X 2为O 2、X 3为CO、X 4为SO 2、X 5为N 2；
Figure PCTCN2017119634-appb-000004
其中，所述扣除吹灰蒸汽对尾部烟气稀释之后的X i的烟气成分Φ(X i)′根据的计算方法如下：
Figure PCTCN2017119634-appb-000005
Φ(N 2)＝100-Φ(CO 2)-Φ(H 2O)-Φ(O 2)-Φ(CO)-Φ(SO 2)
式中：Φ(X i)为锅炉热力边界出口烟气中气体X i的体积浓度。
优选的，获取所述吹灰蒸汽流量D ch的步骤，包括：
通过测量装置获取；
或者获取省煤器入口给水流量、锅炉末级过热器出口蒸汽流量、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量；通过下式计算所述吹灰蒸汽流量D ch：
Figure PCTCN2017119634-appb-000006
式中，D fw为省煤器入口给水流量，D gqc为获取锅炉末级过热器出口蒸汽流量、D gjw-i为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量。
优选的，获取所述锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量Q fh和锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量Q lz的步骤，包括：
获取锅炉热力边界出口烟气中的飞灰浓度、锅炉热力边界出口烟气中飞灰的热焓值、磨煤机入口原煤温度条件之下的飞灰热焓值、锅炉热力边界出口飞灰与炉渣的质量比、锅炉热力边界出口炉渣的热焓值、磨煤机入口原煤温度条件之下的炉渣热焓值、锅炉热力边界出口烟气中飞灰的可燃物含量、锅炉热力边界出口的烟气量；根据下列公式计算：
Figure PCTCN2017119634-appb-000007
式中，μ(ash)为锅炉热力边界出口烟气中的飞灰浓度；
h fh为锅炉热力边界出口烟气中飞灰的热焓值；
h fh0为磨煤机入口原煤温度条件之下的飞灰热焓值；
a为炉热力边界出口飞灰与炉渣的质量比；
h lz为锅炉热力边界出口炉渣的热焓值；
h lz0为磨煤机入口原煤温度条件之下的炉渣热焓值；
C fh为锅炉热力边界出口烟气中飞灰中的可燃物含量；
V py为锅炉热力边界出口的烟气量。
优选的，获取所述锅炉排污水所输出的能量Q pw的步骤，包括：
获取锅炉的排污水量、锅炉排污水所具有的热焓值、省煤器入口给水所具有的热焓值；并根据下列公式计算：Q pw＝D pw(h pw-h fw)
式中，D pw为锅炉的排污水量；h pw为锅炉排污水所具有的热焓值；h fw为省煤器入口给水所具有的热焓值。
优选的，获取所述磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm的步骤，包括：
获取磨煤机排出的石子煤量、石子煤的发热量、排出石子煤所具有的显热焓值和磨煤机入口原煤温度条件之下的石子煤显热焓值；
所述磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm根据下列计算公式为：
Q sm＝M sm(Q smfr+h sm-h sm0)
式中，M sm为磨煤机排出的石子煤量；
Q smfr为石子煤的发热量；
h sm为排出石子煤所具有的显热焓值；
h sm0为磨煤机入口原煤温度条件之下的石子煤显热焓值。
优选的，获取所述锅炉的散热损失Q sr的步骤，包括：
获取锅炉末级过热器出口额定蒸汽流量和锅炉末级过热器出口蒸汽流量；所述锅炉的散热损失Q sr的计算公式如下：
Figure PCTCN2017119634-appb-000008
式中，
Figure PCTCN2017119634-appb-000009
为锅炉末级过热器出口额定蒸汽流量；D gqc为锅炉末级过热器出口蒸汽流量。
本发明是提供的获取方法中通过利用获取的锅炉的有效输出热量和总输出热量得到锅炉的热效率。在上述获取过程中，不涉及煤质特性，能够在不进行煤质测试的情况下，对锅炉热效率进行获取，方便得到锅炉热效率，且满足实时性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明中所提供的锅炉效率获取方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种锅炉效率获取方法，该方法获取过程不涉及煤质的获取，方便且准确。
本发明所提供的一种锅炉热效率获取方法，包括：
获取锅炉的过热蒸汽吸收的能量Q gq、再热蒸汽吸收的热量Q zq、锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py、锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量Q fh、锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量Q lz、锅炉的散热损失Q sr、锅炉排污水所输出的能量Q pw、磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm和锅炉侧泄漏汽水所输出的能量Q xl，锅炉热效率η gl通过下式得到：
Figure PCTCN2017119634-appb-000010
式中，Q gq为过热蒸汽吸收的能量，Q zq为再热蒸汽吸收的热量，Q py为锅炉热力边界出口烟气所输出的能量，Q fh为锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量，Q lz为锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量，Q sr为锅炉的散热损失，Q pw为锅炉排污水所输出的能量，Q sm为磨煤机排出石子煤所输出的热量，Q xl为锅炉侧泄漏汽、水所输出的能量。
需要说明的是，为了能实时了解锅炉的热效率，可以通过下列公式进行获取：
Figure PCTCN2017119634-appb-000011
或
Figure PCTCN2017119634-appb-000012
上述式中：锅炉热效率η gl(％)，其中，锅炉的有效输出热量Q yx(MJ/h)和锅 炉的输出总热量Q tot(MJ/h)的具体计算方式如下。
具体地，请参考下列公式：
Q yx＝Q gq+Q zq
Q tot＝Q gq+Q zq+Q py+Q fh+Q lz+Q sr+Q pw+Q sm+Q xl
其中，Q gq为过热蒸汽吸收的能量，单位为MJ/h；
Q zq为再热蒸汽吸收的热量，单位为MJ/h；
Q py为锅炉热力边界出口烟气所输出的能量(包括显热能、燃烧能)，单位为MJ/h；
Q fh为锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量(包括显热能、燃烧能)，单位为MJ/h；
Q lz为锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量(包括显热能、燃烧能)，单位为MJ/h；
Q sr为锅炉的散热损失，单位为MJ/h；
Q pw为锅炉排污水所输出的能量，单位为MJ/h；
Q sm为磨煤机排出石子煤所输出的热量(包括显热能、燃烧能)，单位为MJ/h；
Q xl为锅炉侧泄漏汽、水所输出的能量，单位为MJ/h。
综上所述，能够得到上述锅炉热效率η gl的计算公式。本发明是提供的获取方法中，通过利用上述锅炉热效率η gl的计算公式，能够在不进行煤质测试的情况下，对锅炉热效率进行获取，方便得到锅炉热效率，且满足实时性和准确性。
需要说明的是，本发明的说明书中标注在物理量后面的单位，即为在公式中适用的单位，但并不局限于该单位，只要满足公式的使用，可以进行整体的调整。
在上述实施例的基础之上，获取过热蒸汽吸收的热量的步骤，可以具体包括：
获取锅炉末级过热器出口蒸汽流量D gqc、锅炉末级过热器出口蒸汽所具有的热焓值h gqc、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量D gjw-i、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数n、省煤器入口给水所具有的热焓值h fw、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅 炉水侧的各级减温水所具有的热焓值h gjw-i；过热蒸汽吸收的热量Q gq根据下式计算：
Figure PCTCN2017119634-appb-000013
式中：i为当前级数，n为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数。
其中，D gqc为锅炉末级过热器出口蒸汽流量，单位为t/h；
h gqc为锅炉末级过热器出口蒸汽所具有的热焓值，单位为kJ/kg；
D gjw-i为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量，单位为t/h；
n为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数；
h fw为省煤器入口给水所具有的热焓值，单位为kJ/kg；
h gjw-i为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水所具有的热焓值，单位为kJ/kg。
在上述任意一个实施例的基础之上，获取再热蒸汽吸收的热量Q zq的步骤，可以具体包括：
获取再热器进口的蒸汽流量D zqj、再热器水侧喷入的减温水量D zjw、再热器出口蒸汽所具有的热焓值h zqc、再热器进口蒸汽所具有的热焓值h zqj和再热器减温水所具有的热焓值h zjw
获取再热蒸汽吸收的热量Q zq根据下式计算：
Q zq＝(D zqj+D zjw)h zqc-D zqjh zqj-D zjwh zjw
式中：D zqj为再热器进口的蒸汽流量，单位为t/h；
D zjw为再热器水侧喷入的减温水量，单位为t/h；
h zqc为再热器出口蒸汽所具有的热焓值，单位为kJ/kg；
h zqj为再热器进口蒸汽所具有的热焓值，单位为kJ/kg；
h zjw为再热器减温水所具有的热焓值，单位为kJ/kg。
在上述任意一个实施例的基础之上，获取锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py的步骤，可以具体包括：
锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py的计算公式为：
Q py＝(V py-1.24D ch)CP′ py(t py-t 0)+126.36V pyΦ(CO)+D ch(h pychs-h fw)
式中：V py为锅炉热力边界出口的烟气量，单位为km 3/h；
D ch为吹灰蒸汽流量，单位为t/h；
t 0为锅炉热力边界入口空气温度，单位为摄氏度。
t py为锅炉热力边界出口烟气温度，单位为摄氏度。
CP′ py为锅炉热力边界出口扣除吹灰蒸汽影响之后烟气从t 0到t py的平均定压比热，单位为kJ/m 3k；
Φ(CO)为锅炉热力边界出口烟气中气体CO的体积浓度，单位为％；
h pychs为1.24D ch/V py烟气分压力以及t py烟气温度条件之下的水蒸气焓，单位为kJ/kg；
h fw为省煤器入口给水所具有的热焓值，单位为t/h。
其中，CP′ py计算方式如下：
Figure PCTCN2017119634-appb-000014
式中，CP CO2、CP H2O、CP O2、CP CO、CP SO2、CP N2分别为CO 2、H 2O、O 2、CO、SO 2、N 2从t 0到t py的平均定压比热，单位为kJ/m 3.k；
Φ(X i)′为扣除吹灰蒸汽对尾部烟气稀释之后的X i的烟气成分，单位为百分比，X 1为CO 2、X 2为O 2、X 3为CO、X 4为SO 2、X 5为N 2；
Figure PCTCN2017119634-appb-000015
Figure PCTCN2017119634-appb-000016
其中，扣除吹灰蒸汽对尾部烟气稀释之后的X i的烟气成分Φ(X i)′根据的计算方法如下：
Figure PCTCN2017119634-appb-000017
Φ(N 2)＝100-Φ(CO 2)-Φ(H 2O)-Φ(O 2)-Φ(CO)-Φ(SO 2)
式中：Φ(X i)为锅炉热力边界出口烟气中气体X i的体积浓度，单位为百分比。
在上实施例的基础之上，获取吹灰蒸汽流量D ch的步骤，可以具体包括：
通过测量装置获取；
或者获取省煤器入口给水流量、锅炉末级过热器出口蒸汽流量、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量；通过下式计算吹灰蒸汽流量D ch：
Figure PCTCN2017119634-appb-000018
式中，D fw为省煤器入口给水流量，单位为t/h；D gqc为获取锅炉末级过热器出口蒸汽流量，单位为t/h；D gjw-i为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量，单位为t/h。
在上述任意一个实施例的基础之上，获取锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量Q fh和锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量Q lz的步骤，包括：
获取锅炉热力边界出口烟气中的飞灰浓度、锅炉热力边界出口烟气中飞灰的热焓值、磨煤机入口原煤温度条件之下的飞灰热焓值、锅炉热力边界出口飞灰与炉渣的质量比、锅炉热力边界出口炉渣的热焓值、磨煤机入口原煤温度条件之下的炉渣热焓值、锅炉热力边界出口烟气中飞灰中的可燃物含量、锅炉热力边界出口的烟气量；根据下列公式计算：
Figure PCTCN2017119634-appb-000019
式中，μ(ash)为锅炉热力边界出口烟气中的飞灰浓度；单位为g/Nm 3；
h fh为锅炉热力边界出口烟气中飞灰的热焓值；单位为kJ/kg；
h fh0为磨煤机入口原煤温度条件之下的飞灰热焓值；单位为kJ/kg；
a为炉热力边界出口飞灰与炉渣的质量比；
h lz为锅炉热力边界出口炉渣的热焓值；单位为kJ/kg；
h lz0为磨煤机入口原煤温度条件之下的炉渣热焓值；单位为kJ/kg；
C fh为锅炉热力边界出口烟气中飞灰的可燃物含量，单位为百分比；
V py为锅炉热力边界出口的烟气量，单位为km 3/h。
在上述任意一个实施例的基础之上，获取锅炉排污水所输出的能量Q pw的步骤，包括：
获取锅炉的排污水量、锅炉排污水所具有的热焓值、省煤器入口给水所具有的热焓值；并根据下列公式计算：Q pw＝D pw(h pw-h fw)
式中，D pw为锅炉的排污水量，单位为t/h；h pw为锅炉排污水所具有的热焓值，单位为kJ/kg；h fw为省煤器入口给水所具有的热焓值，单位为kJ/kg。
在上述任意一个实施例的基础之上，获取磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm的步骤，包括：
获取磨煤机排出的石子煤量、石子煤的发热量、排出石子煤所具有的显热焓值和磨煤机入口原煤温度条件之下的石子煤显热焓值；
磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm根据下列计算公式为：
Q sm＝M sm(Q smfr+h sm-h sm0)
式中，M sm为磨煤机排出的石子煤量；单位为t/h；
Q smfr为石子煤的发热量；单位为kJ/kg；
h sm为排出石子煤所具有的显热焓值；单位为kJ/kg；
h sm0为磨煤机入口原煤温度条件之下的石子煤显热焓值，单位为kJ/kg。
在上述任意一个实施例的基础之上，获取锅炉的散热损失Q sr的步骤，包括：
获取锅炉末级过热器出口额定蒸汽流量和锅炉末级过热器出口蒸汽流量；锅炉的散热损失Q sr的计算公式如下：
Figure PCTCN2017119634-appb-000020
式中，
Figure PCTCN2017119634-appb-000021
为锅炉末级过热器出口额定蒸汽流量，单位为t/h；D gqc为锅炉末级过热器出口蒸汽流量，单位为t/h。
一般正常运行条件之下，锅炉的泄漏量Q xl以及石子煤量M sm均很小，经常可以忽略不计。另外，对于Q pw这一项一般只针对汽包锅炉，其数量一般为蒸发量的一定比例，且该比例一般亦很小，可以忽略不计，而对于直流锅炉则无Q pw这一项。
在上述任意一个实施例的基础之上，关于数据的获取：上述所有数据之中除t py、V py、(CO 2、H 2O、O 2、CO、SO 2体积浓度)、μ(ash)、C fh相关的定向采集数据之外，均可以通过机组DCS数据库、相关物参数数据库及上述定向采集数据直接或间接计算实时获取。排烟温度由多个设置的热电偶实时测取，烟气量可通过设置的烟气测量装置实时测取，烟气成分可通过设置的多功能烟气分析仪实时测取，飞灰浓度可通过设置的飞灰浓度计实时测 取，飞灰可燃物含量可通过设置的飞灰可燃物测量仪实时测取。
可选的，上述获取方式并不唯一，也可以采用其他监测、获取方式得到对应的数值或测量值。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的锅炉热效率获取方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

  1. 一种锅炉热效率获取方法，其特征在于，包括：
    获取锅炉的有效输出热量和总输出热量，根据所述有效输出热量和总输出热量得到锅炉的热效率。
  2. 根据权利要求1所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，包括：
    获取锅炉的过热蒸汽吸收的能量Q gq、再热蒸汽吸收的热量Q zq、锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py、锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量Q fh、锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量Q lz、锅炉的散热损失Q sr、锅炉排污水所输出的能量Q pw、磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm和锅炉侧泄漏汽、水所输出的能量Q xl；
    锅炉热效率η gl通过下式得到：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100001
    式中，Q gq为过热蒸汽吸收的能量，Q zq为再热蒸汽吸收的热量，Q py为锅炉热力边界出口烟气所输出的能量，Q fh为锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量，Q lz为锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量，Q sr为锅炉的散热损失，Q pw为锅炉排污水所输出的能量，Q sm为磨煤机排出石子煤所输出的热量，Q xl为锅炉侧泄漏汽、水所输出的能量。
  3. 根据权利要求2所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述过热蒸汽吸收的热量的步骤，包括：
    获取锅炉末级过热器出口蒸汽流量D gqc、锅炉末级过热器出口蒸汽所具有的热焓值h gqc、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量D gjw-i、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数n、省煤器入口给水所具有的热焓值h fw、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水所具有的热焓值h gjw-i；所述过热蒸汽吸收的热量Q gq根据下式计算：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100002
    式中：i为当前级数，n为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的减温水级数。
  4. 根据权利要求2所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，所述获 取再热蒸汽吸收的热量Q zq的步骤，包括：
    获取再热器进口的蒸汽流量D zqj、再热器水侧喷入的减温水量D zjw、再热器出口蒸汽所具有的热焓值h zqc、再热器进口蒸汽所具有的热焓值h zqj和再热器减温水所具有的热焓值h zjw，
    所述获取再热蒸汽吸收的热量Q zq根据下式计算：
    Q zq＝(D zqj+D zjw)h zqc-D zqjh zqj-D zjwh zjw
    式中：D zqj为再热器进口的蒸汽流量，D zjw为再热器水侧喷入的减温水量，h zqc为再热器出口蒸汽所具有的热焓值，h zqj为再热器进口蒸汽所具有的热焓值，h zjw为再热器减温水所具有的热焓值。
  5. 根据权利要求3所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py的步骤，包括：
    所述锅炉热力边界出口烟气所输出的能量Q py的计算公式为：
    Q py＝(V py-1.24D ch)CP′ py(t py-t 0)+126.36V pyΦ(CO)+D ch(h pychs-h fw)
    式中：V py为锅炉热力边界出口的烟气量，D ch为吹灰蒸汽流量，t 0为锅炉热力边界入口空气温度，t py为锅炉热力边界出口烟气温度，CP′ py为锅炉热力边界出口扣除吹灰蒸汽影响之后烟气从t 0到t py的平均定压比热，Φ(CO)为锅炉热力边界出口烟气中气体CO的体积浓度，h pychs为1.24D ch/V py烟气分压力以及t py烟气温度条件之下的水蒸气焓，省煤器入口给水所具有的热焓值h fw；
    其中，CP′ py计算方式如下：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100003
    式中，CP CO2、CP H2O、CP O2、CP CO、CP SO2、CP N2分别为CO 2、H 2O、O 2、CO、SO 2、N 2从t 0到t py的平均定压比热；Φ(X i)′为扣除吹灰蒸汽对尾部烟气稀释之后的X i的烟气成分，X 1为CO 2、X 2为O 2、X 3为CO、X 4为SO 2、X 5为N 2；
    Figure PCTCN2017119634-appb-100004
    其中，所述扣除吹灰蒸汽对尾部烟气稀释之后的X i的烟气成分Φ(X i)′根据的计算方法如下：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100005
    Φ(N 2)＝100-Φ(CO 2)-Φ(H 2O)-Φ(O 2)-Φ(CO)-Φ(SO 2)
    式中：Φ(X i)为锅炉热力边界出口烟气中气体X i的体积浓度。
  6. 根据权利要求5所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述吹灰蒸汽流量D ch的步骤，包括：
    通过测量装置获取；
    或者获取省煤器入口给水流量、锅炉末级过热器出口蒸汽流量、省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量；通过下式计算所述吹灰蒸汽流量D ch：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100006
    式中，D fw为省煤器入口给水流量，D gqc为获取锅炉末级过热器出口蒸汽流量、D gjw-i为省煤器入口给水流量测点之前喷入锅炉水侧的各级减温水流量。
  7. 根据权利要求2所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述锅炉热力边界出口飞灰所输出的能量Q fh和锅炉热力边界出口炉渣所输出的热量Q lz的步骤，包括：
    获取锅炉热力边界出口烟气中的飞灰浓度、锅炉热力边界出口烟气中飞灰的热焓值、磨煤机入口原煤温度条件之下的飞灰热焓值、锅炉热力边界出口飞灰与炉渣的质量比、锅炉热力边界出口炉渣的热焓值、磨煤机入口原煤温度条件之下的炉渣热焓值、锅炉热力边界出口烟气中飞灰中的可燃物含量、锅炉热力边界出口的烟气量；根据下列公式计算：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100007
    式中，μ(ash)为锅炉热力边界出口烟气中的飞灰浓度；
    h fh为锅炉热力边界出口烟气中飞灰的热焓值；
    h fh0为磨煤机入口原煤温度条件之下的飞灰热焓值；
    a为炉热力边界出口飞灰与炉渣的质量比；
    h lz为锅炉热力边界出口炉渣的热焓值；
    h lz0为磨煤机入口原煤温度条件之下的炉渣热焓值；
    C fh为锅炉热力边界出口烟气中飞灰中的可燃物含量；
    V py为锅炉热力边界出口的烟气量。
  8. 根据权利要求2所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述锅炉排污水所输出的能量Q pw的步骤，包括：
    获取锅炉的排污水量、锅炉排污水所具有的热焓值、省煤器入口给水所具有的热焓值；并根据下列公式计算：Q pw＝D pw(h pw-h fw)
    式中，D pw为锅炉的排污水量；h pw为锅炉排污水所具有的热焓值；h fw为省煤器入口给水所具有的热焓值。
  9. 根据权利要求2所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm的步骤，包括：
    获取磨煤机排出的石子煤量、石子煤的发热量、排出石子煤所具有的显热焓值和磨煤机入口原煤温度条件之下的石子煤显热焓值；
    所述磨煤机排出石子煤所输出的热量Q sm根据下列计算公式为：
    Q sm＝M sm(Q smfr+h sm-h sm0)
    式中，M sm为磨煤机排出的石子煤量；
    Q smfr为石子煤的发热量；
    h sm为排出石子煤所具有的显热焓值；
    h sm0为磨煤机入口原煤温度条件之下的石子煤显热焓值。
  10. 根据权利要求2所述的锅炉热效率获取方法，其特征在于，获取所述锅炉的散热损失Q sr的步骤，包括：
    获取锅炉末级过热器出口额定蒸汽流量和锅炉末级过热器出口蒸汽流量；所述锅炉的散热损失Q sr的计算公式如下：
    Figure PCTCN2017119634-appb-100008
    式中，
    Figure PCTCN2017119634-appb-100009
    为锅炉末级过热器出口额定蒸汽流量；D gqc为锅炉末级过热器出口蒸汽流量。
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